JP2013541477A - Wireless communication network for transportation safety system - Google Patents
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Abstract
輸送システム内の安全システムのためのネットワークにおいて、輸送システムは、シャフトおよびシャフト内に配置されたかごを含む。第1の壁ノードは、シャフトの第1の端部にあり、第2の壁ノードは、シャフトの第2の端部にあり、安全メッセージをかごと通信する。各壁ノードは、1つまたは複数のアンテナに接続された少なくとも1つの無線送受信機を備える。シャフト内の各かごは、1つまたは複数のアンテナに接続された少なくとも2つの無線送受信機を備え、かごの第1の送受信機は、第1の周波数を用い、かごの第2の送受信機は、第2の周波数を用いて、各安全メッセージを複製して通信する。有線バックボーンが1組の壁ノードを、輸送システムの安全システムのコントローラに接続する。 In a network for a safety system within a transportation system, the transportation system includes a shaft and a car disposed within the shaft. The first wall node is at the first end of the shaft and the second wall node is at the second end of the shaft and communicates a safety message with the car. Each wall node comprises at least one radio transceiver connected to one or more antennas. Each car in the shaft comprises at least two radio transceivers connected to one or more antennas, the first transceiver of the car uses a first frequency, and the second transceiver of the car is Each safety message is duplicated and communicated using the second frequency. A wired backbone connects a set of wall nodes to the controller of the transportation system safety system.
Description
本発明は、包括的には移動無線ネットワークに関し、より詳細には、エレベータシステム等の安全な輸送システムにおいて用いられる信頼性のある通信に関する。 The present invention relates generally to mobile radio networks, and more particularly to reliable communications used in secure transportation systems such as elevator systems.
安全システムにおける通信は、非常に高い信頼性および非常に低いレイテンシを必要とする。したがって、従来から、通信は、専用有線媒体を用いて実行されている。例えば、エレベータシステムにおいて、コントローラと、エレベータかごとの間で安全メッセージを送信するために、シャフト内に重い通信ケーブルが懸架され、かごとともに移動する。建物の高さが増大すると、通信ケーブルの重量およびコストが大幅に増大する。重量が増大すると、エレベータシステムの電力消費も増大する。建物の高さは、エレベータシステムの総コストおよび総電力消費に対し相乗効果を有する。エレベータシステム内の安全システムのために、よりコストが低く、よりエネルギー効率の良い解決法が望ましい。可能な解決法は、有線通信を無線通信と置き換えることである。 Communication in safety systems requires very high reliability and very low latency. Therefore, conventionally, communication is performed using a dedicated wired medium. For example, in an elevator system, a heavy communication cable is suspended in the shaft and moves with the car to send a safety message between the controller and the elevator car. As the height of the building increases, the weight and cost of the communication cable increases significantly. As the weight increases, the power consumption of the elevator system also increases. Building height has a synergistic effect on the total cost and power consumption of the elevator system. For safety systems in elevator systems, lower cost and more energy efficient solutions are desirable. A possible solution is to replace wired communication with wireless communication.
エレベータの乗客の安全を確保するために、国際電気標準会議(IEC)は、1000兆(1015)個の安全関連メッセージ内に1つの誤りしか許容しない、エレベータ通信ネットワークのための厳しい安全性要件および信頼性要件を公開している。しかしながら、無線通信は、外部干渉および変動する無線チャネル条件を受ける。加えて、無線通信は、特に屋内の設定において伝送距離が限られている。したがって、エレベータシステムの安全システムに無線通信を適用することは非常に困難である。 To ensure the safety of elevator passengers, the International Electrotechnical Commission (IEC) has strict safety requirements for elevator communication networks that allow only one error in 1000 trillion (10 15 ) safety-related messages. And publish reliability requirements. However, wireless communications are subject to external interference and varying radio channel conditions. In addition, wireless communication has a limited transmission distance, especially in indoor settings. Therefore, it is very difficult to apply wireless communication to the safety system of an elevator system.
したがって、エレベータおよび他の同様の安全システムのための厳しい安全性要件および信頼性要件を満たす信頼性のある無線通信ネットワークを提供することが望ましい。 Accordingly, it is desirable to provide a reliable wireless communication network that meets stringent safety and reliability requirements for elevators and other similar safety systems.
本発明の実施の形態は、エレベータシステム内のコントローラと、かごとの間の信頼性のある無線通信のための方法およびシステムを提供する。特に、輸送システム内の安全システムのためのネットワークにおいて、輸送システムは、シャフトおよびシャフト内に配置されたかごを含む。 Embodiments of the present invention provide a method and system for reliable wireless communication between a controller in an elevator system and a car. In particular, in a network for a safety system within a transportation system, the transportation system includes a shaft and a car disposed within the shaft.
第1の壁ノードは、シャフトの第1の端部にあり、第2の壁ノードは、シャフトの第2の端部にあり、安全メッセージをかごと通信する。各壁ノードは、1つまたは複数のアンテナに接続された少なくとも1つの無線送受信機を備える。 The first wall node is at the first end of the shaft and the second wall node is at the second end of the shaft and communicates a safety message with the car. Each wall node comprises at least one radio transceiver connected to one or more antennas.
シャフト内の各かごは、1つまたは複数のアンテナに接続された少なくとも2つの無線送受信機を備え、かごの第1の送受信機は、第1の周波数を用い、かごの第2の送受信機は、第2の周波数を用いて、各安全メッセージを複製して通信する。 Each car in the shaft comprises at least two radio transceivers connected to one or more antennas, the first transceiver of the car uses a first frequency, and the second transceiver of the car is Each safety message is duplicated and communicated using the second frequency.
有線バックボーンが1組の壁ノードを輸送システムの安全システムのコントローラに接続する。 A wired backbone connects a set of wall nodes to the safety system controller of the transportation system.
本発明の実施形態は、輸送システム、例えばエレベータシステムのための、無線通信を用いた安全システムを提供する。この安全システムは、厳しい通信要件および安全性要件を有する他の輸送システム、例えば坑道(mine shaft)および枝坑道(galleries)、並びに地中または水中の輸送トンネルにおいて用いることができることを理解すべきである。 Embodiments of the present invention provide a safety system using wireless communication for a transportation system, such as an elevator system. It should be understood that this safety system can be used in other transport systems that have stringent communication and safety requirements, such as mines and galleries, and underground or underwater transport tunnels. is there.
したがって、本明細書において定義されるとき、シャフトは、任意の比較的狭く細長い密閉空間である。通常、シャフトは、20メートルよりも長い。シャフトは、人または物を輸送するための1つまたは複数のかごを備える。かごは、シャフト内を水平若しくは垂直に動くことができるか、またはシャフトは、傾けることができる。シャフトの長さに起因して、かつ各かごがシャフトの断面を実質的に埋める可能性があることに起因して、従来の無線通信は、通常不適格である。 Thus, as defined herein, a shaft is any relatively narrow and elongated enclosed space. Usually the shaft is longer than 20 meters. The shaft comprises one or more cages for transporting people or things. The cage can move horizontally or vertically within the shaft, or the shaft can be tilted. Conventional wireless communication is usually ineligible due to the length of the shaft and because each car can substantially fill the cross section of the shaft.
本発明の主な関心事は、かごと、シャフト内のかごの動作を制御するコントローラとの間で安全メッセージを通信することである。したがって、ノードのうちのいずれも、安全メッセージのソースまたはシンクとすることができる。 The main concern of the present invention is the communication of safety messages between the car and the controller that controls the operation of the car in the shaft. Thus, any of the nodes can be a source or sink of safety messages.
本システムは、1つまたは複数のエレベータシャフトと、シャフト当たり1つまたは複数のエレベータかごを有する建物のために実施することができる。通信は、かご上に配置されたかごノードと、シャフト内に配置された1組の(1つまたは複数の)中間壁ノードと、コントローラとの間で行われる。壁ノードおよびコントローラは、有線バックボーンによって相互接続されている。かごおよびかごノードは移動可能である一方、壁ノードおよびコントローラは、定位置に固定されている。各ノードは、1つまたは複数のアンテナに接続された少なくとも1つの無線送受信機を備える。無線送受信機は、送信機および受信機である。 The system can be implemented for buildings having one or more elevator shafts and one or more elevator cars per shaft. Communication takes place between a car node located on the car, a set (one or more) of intermediate wall nodes located within the shaft, and the controller. The wall nodes and the controller are interconnected by a wired backbone. The car and car node are movable, while the wall node and controller are fixed in place. Each node comprises at least one radio transceiver connected to one or more antennas. A wireless transceiver is a transmitter and a receiver.
信頼性のある通信のために、各かごは、少なくとも2つのかごノード(送受信機)を有する。信頼性を高めるために更なるかごノードを用いることができる。 For reliable communication, each car has at least two car nodes (transceivers). Additional car nodes can be used to increase reliability.
壁ノードは、かごノードと、コントローラとの間の中継ノードとしての役割を果たす。有線バックボーンは、1つのシャフト内で、または複数の隣接するシャフト内で、壁ノードと、コントローラとの間でメッセージを搬送することができる。 The wall node serves as a relay node between the car node and the controller. A wired backbone can carry messages between a wall node and a controller in one shaft or in multiple adjacent shafts.
低層建物
図1Aに示すように、エレベータシステム101が低層建物100内にあるとき、このエレベータシステムが少ない階数にしかサービス提供せず、このためサービスゾーンの高さが無線伝送距離以下である場合、2つの(斜線の)壁ノード300、すなわちシャフトの第1の(下)端部にある第1の壁ノード、およびシャフトの第2の(上)端部にある第2の壁ノードを用いることができる。
Low-rise building As shown in FIG. 1A, when the
かご110にあるかごノード400の2つのアンテナ105は、1つの送受信機が周波数f1121を用いて上壁ノードと通信し、第2の送受信機が周波数f2122を用いて底壁ノードと通信するように配置される。f1がf2と別個であることが好ましいが、用いられる周波数は、実際の無線技術に依拠するので、周波数が受信機の近傍において大きな干渉を生じない限り、これは、厳密な要件ではない。有線バックボーン130が壁ノード間で通信する。
The two
周波数f1およびf2は、ミリメートル波帯域内とするか、6GHz未満の帯域(sub−6 GHz:サブ6GHz)内とすることもできるし、一方の周波数をミリメートル波帯域から選択し、他方を6GHz未満の帯域から選択することもできる。 The frequencies f 1 and f 2 can be in the millimeter wave band or in a band below 6 GHz (sub-6 GHz: sub 6 GHz), one frequency is selected from the millimeter wave band and the other is It is also possible to select from a band of less than 6 GHz.
好ましいアーキテクチャでは、双方の周波数が、工業、科学、および医療(ISM)無線帯域、例えば24GHzまたは60GHzから選択される。ミリメートル波伝送は、通常、シャフト外から発する干渉に影響されず、また、より長い距離を進むことができる狭いビームを提供する。10dBmの送信電力を有するミリメートル波無線周波数および最大で30dBiの利得の指向性アンテナを用いると、最大で200メートルの長さのシャフトについて、2つの壁ノードしか必要とされない。従来の無線安全システムは、通常、10メートル未満のシャフトに制限されている。このため、シャフトの長さは、従来の無線ネットワークを用いる場合の主な障害である。 In the preferred architecture, both frequencies are selected from industrial, scientific, and medical (ISM) radio bands, such as 24 GHz or 60 GHz. Millimeter wave transmission is usually unaffected by interference emanating from the outside of the shaft and provides a narrow beam that can travel longer distances. Using a millimeter wave radio frequency with a transmission power of 10 dBm and a directional antenna with a gain of up to 30 dBi, only two wall nodes are required for a shaft up to 200 meters long. Conventional wireless safety systems are usually limited to shafts of less than 10 meters. For this reason, the length of the shaft is a major obstacle when using a conventional wireless network.
代替的に、6GHz未満の帯域内で周波数、例えば2.4GHzまたは5.8GHzを選択することができる。しかしながら、このとき(既存のシステム、例えばWiFiネットワークからの)外部干渉が問題であり、高利得アンテナは、通常、より大きく、より重い。シャフトに干渉がないとき、十分な送信電力およびアンテナ利得で、2つの壁ノードを最大で100メートル〜200メートルの高さのエレベータシャフトにおいて用いることができる。最悪の場合の干渉シナリオの下では、これらの壁ノードを、最大で10メートル〜20メートルの高さのエレベータシャフトにおいて用いることができる。 Alternatively, a frequency such as 2.4 GHz or 5.8 GHz can be selected within a band of less than 6 GHz. However, external interference (from existing systems such as WiFi networks) is a problem at this time, and high gain antennas are usually larger and heavier. When there is no interference on the shaft, with sufficient transmit power and antenna gain, two wall nodes can be used in elevator shafts up to 100-200 meters high. Under worst case interference scenarios, these wall nodes can be used in elevator shafts up to 10 meters to 20 meters high.
代替的に、周波数f1をミリメートル波帯域から選択することができ、周波数f2を6GHz未満の帯域から選択することができる。 Alternatively, the frequency f 1 can be selected from the millimeter wave band and the frequency f 2 can be selected from a band below 6 GHz.
好ましい実施形態では、階間の有線バックボーン130は、ライザーが段階的な(riser−graded)光ファイバーケーブルとすることができる。ケーブルは、少なくとも2つのファイバーを有し、第1のファイバーは、コントローラから壁ノードへのダウンリンク用であり、第2のファイバーは、壁ノードからコントローラへのアップリンク用である。
In a preferred embodiment, the interstory wired
図1Bに示すように、いくつかのエレベータシステムは、単一のシャフト内で、独立して移動する2つのかご210および211をサポートする。この場合、低層建物では、各ノードは、2つの無線電波送受信機205を備える。シャフトの最上部の壁ノードは、双方のアンテナを用いて、高層階にサービス提供するかごと通信する。同様に、シャフトの最下部の壁ノードは、双方のアンテナを用いて、低層階にサービス提供するかごと通信する。
As shown in FIG. 1B, some elevator systems support two
高層建物
図2Aに示すように、高層建物には3つ以上の壁ノード300が必要とされる。壁ノードは、シャフトに沿って線形に配置されるか、またはシャフトレールに取付けられる。シャフトの最上部および最下部に位置する壁ノードは、1つの電波送受信機しか有さず、他の全ての壁ノードは、2つの送受信機を有する。バックボーン130は、壁ノードを互いに相互接続する。
High-rise building As shown in FIG. 2A, a high-rise building requires three or
無線通信にミリメートル波帯域が用いられるとき、アンテナは、高い指向性を有するものとすることができる。各壁ノードにおける2つのアンテナは、逆方向を指し、一方は、上向きであり、他方は、下向きである。壁ノードの下方向を指す全てのアンテナは、周波数f1を用い、壁ノードの上方向を指す全てのアンテナは、周波数f2を用いる。かごにおいて、上方向を指すアンテナは、周波数f1を用いて通信し、下方向を指すアンテナは、周波数f2を用いる。高利得アンテナを有するミリメートル波帯域を用いると、壁ノード間の距離は、100メートル〜200メートルとすることができる。 When the millimeter wave band is used for wireless communication, the antenna can have high directivity. The two antennas at each wall node point in the opposite direction, one is upward and the other is downward. All antennas pointing down the wall node use frequency f 1 and all antennas pointing up the wall node use frequency f 2 . In the car, an antenna pointing upwards communicates using frequency f 1, and an antenna pointing downwards uses frequency f 2 . Using a millimeter wave band with a high gain antenna, the distance between wall nodes can be between 100 meters and 200 meters.
図2Bは、シャフト内に2つのかごを有する高層建物の同様のアーキテクチャを示している。 FIG. 2B shows a similar architecture for a high-rise building with two cages in the shaft.
ノード構成
図3は、壁ノード300の構成要素および動作を示している。壁ノードは、以下の入出力(I/O)ポート、すなわち、コントローラとのI/Oインターフェース311、ダウンリンク(DL)バックボーン信号312を受信するための入力ポート、ダウンリンクバックボーン信号315を中継するための出力ポート、アップリンク(UL)バックボーン信号314を受信するための入力ポート、アップリンクバックボーン信号313を中継するための出力ポート、無線送受信機320への2つのI/Oポートを有する。
Node Configuration FIG. 3 shows the components and operation of the
壁ノードは、復号化器331と、符号化器332と、複製機340と、バッファおよびマルチプレクサ350と、アップリンクメッセージを処理するモジュール360とを備える。
The wall node comprises a
壁ノードは、3つのノードタイプのうちの1つ、すなわち先頭、中継、および終端のうちの1つとして構成することができる。表1に示すように、壁ノードのノードタイプ配分に依拠して、ポートを有効または無効にすることができる。 A wall node can be configured as one of three node types: one at the beginning, one at the relay, and one at the end. As shown in Table 1, ports can be enabled or disabled depending on the node type allocation of wall nodes.
ポートが無効にされているとき、一実施態様は、実際のデバイス内に関係する構成要素を設置しないことを選択することができる。 When a port is disabled, one embodiment can choose not to install the relevant components in the actual device.
壁ノードがコントローラに隣接しているとき、ノードタイプは、先頭である。この場合、ノードはコントローラからDLメッセージを直接受信し、したがって、ノードは、DLバックボーン信号312の入力を無効にする。先頭ノードは、複数のDLメッセージをバッファリングし、組み合わせて、通信効率を改善することを選択することができる。この壁ノードは、ULメッセージを直接コントローラに送信することもでき、このため、ULメッセージを、バックボーンを通じて中継するための出力を無効にする。
When the wall node is adjacent to the controller, the node type is first. In this case, the node receives the DL message directly from the controller, so the node disables the input of the
壁ノードがコントローラから最も離れた距離、例えばコントローラがエレベータシャフトの最上部にあるときにそのシャフトの最下部に位置しているとき、ノードタイプは、終端である。この場合、ノードは、DLバックボーン332を中継する出力を無効にし、ULバックボーン信号314の入力を無効にする。ノードは、コントローラへのI/O311も無効にする。
The node type is terminal when the wall node is located at the furthest distance from the controller, eg at the bottom of the shaft when the controller is at the top of the elevator shaft. In this case, the node invalidates the output relaying the
全ての他の壁ノードは、中継タイプである。この場合、ノードは、コントローラへのI/O311を無効にする。全てのDLメッセージは、DLバックボーンからの入力から取得される。
All other wall nodes are of the relay type. In this case, the node invalidates the I /
先頭ノードおよび中継ノードの場合、全てのDLメッセージは、複製され(340)、DLバックボーンの出力に中継され、無線送受信機320に送信される。終端ノードの場合、DLメッセージは、無線送受信機320にしか送信されない。
In the case of the head node and the relay node, all DL messages are duplicated (340), relayed to the output of the DL backbone, and transmitted to the
出力ULメッセージは、入力ULバックボーン314および無線送受信機320から受信した信号に基づいて構築される。2つの無線送受信機の受信信号が処理され(360)、次に、ULバックボーンから受信した復号化されたバックボーン信号331とともにバッファリングおよび多重化される(350)。
The output UL message is constructed based on signals received from the
壁ノードは、無線送受信機用の2つのI/Oポートを備えるにもかかわらず、送受信機のうちの一方のみがアクティブとなるように壁ノードを構成することが可能である。例えば、先頭タイプの壁ノードは、図1A、図2A、および図2Bに示す場合について、1つのみの無線送受信機を用いることができるか、または先頭壁ノードは、図1Bに示す場合について、2つの送受信機を用いることができる。 Although the wall node includes two I / O ports for the wireless transceiver, it is possible to configure the wall node so that only one of the transceivers is active. For example, the leading wall node can use only one radio transceiver for the case shown in FIGS. 1A, 2A, and 2B, or the leading wall node can be used for the case shown in FIG. 1B. Two transceivers can be used.
図4に示すように、かごノード400は、アップリンクメッセージ401を複製し(410)、メッセージを送受信機の2つのアンテナ305に送信する。無線送受信機320は、また、ダウンリンクメッセージ402を受信し、メッセージを処理する(420)。
As shown in FIG. 4, the
冗長送信
図5に示すように、信頼性を確保するために、信号は、2つの独立した無線パス、すなわち一次パス561および冗長パス562を介してかごに送信される。DLメッセージは、コントローラ501から2つのパス(実線)を通じてかごノード550に流れる一方、ULメッセージは、これも2つのパス(破線)を通じてかごノード550からコントローラ501に流れる。かごノードは、2つの壁ノード、すなわち壁ノード520と、壁ノード530との間のどこかに位置すると仮定する。コントローラは、メッセージを壁ノード510に渡し、メッセージは、壁ノード520に中継される。壁ノード520は、各メッセージを複製し、一方のコピーを壁ノード無線送受信機521に送信し、他方のコピーを壁ノード530に中継する。壁ノード530も同様に進行する。壁ノード530は、各メッセージを複製し、一方のコピーを壁ノード無線送受信機531に送信し、別のコピーを壁ノード540に中継する。
Redundant Transmission As shown in FIG. 5, to ensure reliability, signals are transmitted to the car via two independent radio paths, a
双方の壁ノード無線送受信機521および531が異なる時点でDLメッセージのコピーを受信する。壁ノードは、メッセージを独立してかごノードに無線で送信する。一次パスと呼ぶ1つのパスでは、無線信号は、壁ノード無線送受信機521からかごノード無線送受信機551に送信される。冗長パスと呼ぶ別のパスでは、無線信号は、壁ノード無線送受信機531からかごノード無線送受信機552に送信される。次に、かごノードは、双方の無線送受信機551および552からメッセージを受信する。メッセージが少なくとも1つのパスを介した受信に成功する確率は、単一の通信パスしか用いない設計よりも高く、このため信頼性が高まる。 Both wall node radio transceivers 521 and 531 receive a copy of the DL message at different times. The wall node transmits the message wirelessly to the car node independently. In one path, called the primary path, the radio signal is transmitted from the wall node radio transceiver 521 to the car node radio transceiver 551. In another path, called a redundant path, the radio signal is transmitted from the wall node radio transceiver 531 to the car node radio transceiver 552. The car node then receives messages from both radio transceivers 551 and 552. The probability that a message will be successfully received via at least one path is higher than a design that uses only a single communication path, thus increasing reliability.
ダウンリンク送信中、壁ノードがバックボーンを介してメッセージを中継した後、同じパス、例えば一次パスに対応する複数の壁ノードがメッセージを同時に送信し、互いへの干渉を回避する。同じ周波数チャネルを用いたこれらの送信は、自然法則によって、無線チャネルにわたって結合される。しかしながら、信号が光速で進む場合であっても、距離のわずかな差によって、信号は、小さな時間オフセットを伴って結合される場合がある。かごノードは、(1)結合された信号を用いることによってメッセージを復号化するか、または(2)進化型信号処理を実行して、多くのパスのうちの1つを選択し、メッセージを復号化する、ことができる。 During downlink transmission, after the wall node relays the message through the backbone, multiple wall nodes corresponding to the same path, eg, the primary path, transmit the message at the same time to avoid interference with each other. These transmissions using the same frequency channel are combined across the radio channel by natural laws. However, even if the signal travels at the speed of light, a slight difference in distance may cause the signals to be combined with a small time offset. The car node can either (1) decode the message by using the combined signal, or (2) perform evolved signal processing to select one of many paths and decode the message Can be.
明確にするために、一次パスに対応する壁ノードは、同時に送信し、冗長パスに対応する壁ノードは、同時に送信する。一方、一次パスおよび冗長パスの送信は、互いに独立することができる。 For clarity, the wall nodes corresponding to the primary path transmit at the same time, and the wall nodes corresponding to the redundant path transmit at the same time. On the other hand, the transmission of the primary path and the redundant path can be independent of each other.
メッセージを同じチャネルを介して複数回再送信し、メッセージ受信の成功確率および全体的なシステム信頼性を高めることができることに留意されたい。 Note that a message can be retransmitted multiple times over the same channel, increasing the success probability of message reception and overall system reliability.
同様に、かごノードからコントローラノードへのULメッセージは、図5の破線で示した2つの独立パスにわたって送信される。 Similarly, the UL message from the car node to the controller node is transmitted over two independent paths indicated by broken lines in FIG.
アップリンク送信中、かごノードが送信するとき、複数の壁ノードが独立して送信信号のコピーを受信することができる。この場合、壁ノードは、送信の全ての受信したコピーをコントローラに中継する。 During uplink transmission, when the car node transmits, multiple wall nodes can independently receive a copy of the transmitted signal. In this case, the wall node relays all received copies of the transmission to the controller.
複数のシャフトのための周波数配分
図6Aに示すように、多くの建物がエレベータシステム群を備え、このエレベータシステム群では、複数のかごが隣接するシャフト内を互いに隣接して走行する。通常、シャフトは、建物の中心部内の1つの大きなオープンスペース内に配置される。すなわち、各シャフトは、主に、かごが進行するガイドレールを備え、残りはオープンスペースである。隣接するシャフトのコントローラ101は、群コントローラ610と相互接続される。
Frequency Allocation for Multiple Shafts As shown in FIG. 6A, many buildings include an elevator system group in which multiple cars travel adjacent to each other in adjacent shafts. Typically, the shaft is placed in one large open space in the center of the building. That is, each shaft mainly includes a guide rail through which a car travels, and the rest is an open space. The
エレベータシステム群において、隣接するシャフト内に設置された様々なノード間の無線通信は、互いに干渉する可能性がある(601)。周波数配分を用いて性能を改善することができる。 In an elevator system group, wireless communications between various nodes installed in adjacent shafts can interfere with each other (601). Frequency allocation can be used to improve performance.
いくつかの国では、ある特定の電波周波数帯域について2つの周波数チャネルしか許可されていない。図6Aにおいて、この場合の周波数割当てを示している。シャフトが(壁ノードからの)下方向送信にf1を用い、上方向送信にf2を用いるとき、隣接するシャフトは、2つの周波数の使用を反転し、上方向送信にf1を用い、下方向送信にf2を用いる。図6Aにおいて、2つの壁ノードの送信は、互いに干渉する可能性があることに留意されたい。 In some countries, only two frequency channels are allowed for a particular radio frequency band. FIG. 6A shows frequency allocation in this case. When a shaft uses f 1 for downward transmission (from the wall node) and f 2 for upward transmission, the adjacent shaft reverses the use of two frequencies and uses f 1 for upward transmission, using f 2 downward transmission. Note that in FIG. 6A, the transmissions of the two wall nodes can interfere with each other.
無線ローカルエリアネットワークのためのIEEE802.11ad標準規格は、追加の周波数を可能にする。周波数帯域において4つの周波数チャネルを選択することができる場合、周波数割当てを、図6Bに示す割当てに変更することができる。隣接するシャフトは、完全に異なる周波数を用い、上方向および下方向の周波数割当ては、隣接するシャフトについて交換される。 The IEEE 802.11ad standard for wireless local area networks allows for additional frequencies. If four frequency channels can be selected in the frequency band, the frequency assignment can be changed to the assignment shown in FIG. 6B. Adjacent shafts use completely different frequencies, and the upper and lower frequency assignments are exchanged for adjacent shafts.
共有バックボーン
バックボーン130(図1を参照されたい)が大きな容量を有する場合、複数のバックボーンの機能を1つに組み合わせることが可能である。メッセージのソースおよび宛先を識別するのに追加のプロトコルオーバヘッドが必要とされるが、統合されたバックボーンによって、隣接する壁ノードを組み合わせて、干渉除去を実施することが可能になる。図7を参照されたい。
If the shared backbone backbone 130 (see FIG. 1) has a large capacity, it is possible to combine the functions of multiple backbones into one. Although additional protocol overhead is required to identify the source and destination of the message, the integrated backbone allows adjacent wall nodes to be combined to implement interference cancellation. Please refer to FIG.
1つのシャフトのかごおよび別のシャフトの壁ノードからの双方の下方向送信が周波数f2701を用い、かごにサービス提供している壁ノードは、周波数f2で送信を受信する。2つの送信は、互いに対する干渉を引き起こす。
Downward transmissions from both the car on one shaft and the wall node on the other shaft
一方、共有バックボーンを用いると、隣接するシャフトの壁ノードの送信は、同じバックボーンを介して送信される。このため、送信は、双方のシャフトにおいて壁ノードに知られている。壁ノードは、次にこの情報を用いて隣接する壁ノードからの無線送信を中止することができる。 On the other hand, with a shared backbone, transmissions of adjacent shaft wall nodes are transmitted over the same backbone. For this reason, transmission is known to the wall node on both shafts. The wall node can then use this information to cease wireless transmission from the adjacent wall node.
Claims (15)
前記輸送システムは、シャフトおよび前記シャフト内に配置されたかごであって、前記シャフトは、比較的狭く細長い密閉空間であり、前記シャフトは、定位置に固定されており、前記かごは、前記シャフト内で移動可能であり、前記かごは、実質的に前記シャフトの断面を埋める、シャフトおよび前記シャフト内に配置されたかごと、
前記シャフト内に配置された1組の壁ノードであって、各壁ノードは、定位置に固定されており、前記1組の壁ノードは、前記シャフトの第1の端部にある第1の壁ノードと、前記シャフトの第2の端部にある第2の壁ノードと、中継ノードとして間にある他の壁ノードとを含み、各壁ノードは、1つまたは複数のアンテナに接続された少なくとも1つの無線送受信機を備え、各壁ノードは、安全メッセージのソースまたはシンクである、1組の壁ノードと、
前記かご上に配置された1組のかごノードであって、各かごノードは、1つまたは複数のアンテナに接続された少なくとも2つの無線送受信機を備え、各送受信機は、送信機および受信機を備え、各かごノードは、前記安全メッセージの前記ソースまたは前記シンクとすることができ、前記第1の送受信機は、第1の周波数を用い、前記第2の送受信機は、第2の周波数を用いて、各安全メッセージを複製して通信する、1組のかごノードと、
前記1組の壁ノードを前記輸送システムの前記安全システムのコントローラに接続する有線バックボーンと、
を備える、輸送システム内の安全システムのためのネットワーク。 A network for a safety system in a transportation system,
The transport system is a shaft and a car disposed within the shaft, the shaft being a relatively narrow and elongated sealed space, the shaft being fixed in place, and the car being the shaft The car is disposed within the shaft and substantially fills a cross-section of the shaft;
A set of wall nodes disposed within the shaft, each wall node being fixed in position, wherein the set of wall nodes is a first at a first end of the shaft; Including a wall node, a second wall node at the second end of the shaft, and another wall node in between as a relay node, each wall node connected to one or more antennas A set of wall nodes comprising at least one radio transceiver, each wall node being a source or sink of safety messages;
A set of car nodes disposed on the car, each car node comprising at least two radio transceivers connected to one or more antennas, each transceiver comprising a transmitter and a receiver Each car node can be the source or the sink of the safety message, the first transceiver uses a first frequency, and the second transceiver uses a second frequency. A set of car nodes that replicate and communicate each safety message using
A wired backbone connecting the set of wall nodes to a controller of the safety system of the transportation system;
A network for a safety system in a transportation system comprising:
請求項1に記載のネットワーク。 The frequency is selected within industrial, scientific, and medical (ISM) radio bands,
The network according to claim 1.
請求項1に記載のネットワーク。 The backbone includes at least two fibers, a first fiber for the downlink from the controller to the wall node and the second fiber for the uplink from the wall node to the controller. Optical fiber cable,
The network according to claim 1.
請求項1に記載のネットワーク。 The length of the shaft is substantially greater than 10 meters;
The network according to claim 1.
請求項1に記載のネットワーク。 The shaft includes a plurality of independently moving cages,
The network according to claim 1.
請求項1に記載のネットワーク。 The distance between the first wall node and the second wall node is greater than 100 meters;
The network according to claim 1.
請求項1に記載のネットワーク。 The transportation system includes a plurality of shafts, each shaft including one or more cages;
The network according to claim 1.
請求項1に記載のネットワーク。 Each wall node replicates a downlink backbone signal so that the signal is communicated to all radio transceivers and the signal is relayed to another wall node via the backbone,
The network according to claim 1.
請求項1に記載のネットワーク。 Both downlink and uplink signals are transmitted and received over at least two independent radio channels.
The network according to claim 1.
請求項1に記載のネットワーク。 Each safety message from the controller is retransmitted simultaneously by multiple wall nodes, and each car node decodes the safety message by combining all the received safety messages.
The network according to claim 1.
請求項1に記載のネットワーク。 Each safety message from the controller is retransmitted simultaneously by a plurality of wall nodes, and each car node decodes the safety message by selecting one of the received safety messages.
The network according to claim 1.
請求項1に記載のネットワーク。 A transmission from each car node is received by a plurality of wall nodes, which transmit all received copies to the controller via the backbone.
The network according to claim 1.
請求項7に記載のネットワーク。 The backbone connects the wall nodes in the plurality of shafts;
The network according to claim 7.
請求項2に記載のネットワーク。 The frequency is selected at 24 GHz, 25 GHz, or 60 GHz within the millimeter wave band.
The network according to claim 2.
請求項2に記載のネットワーク。 The frequency is selected at 2.4 GHz or 5.6 GHz within a band of less than 6 GHz.
The network according to claim 2.
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